Металлографические методы исследования .



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Металлографические методы исследования .



Качество металла – это его способность выполнять функции, необходимыепотребителю. Гарантии качества даются по результатам механических испытаний, неразрушающему контролю, контролю макро и микроструктуры. Часть требований входит в сдаточные нормы, другая часть устанавливается испытаниями для данной марки материала (усталостная прочность, трещиностойкость и др.). Перечень сдаточных норм определяется соглашением производителя и потребителя.

Методы исследования строения и свойств материалов интенсивно развиваются в связи с необходимостью иметь информацию о надежности материалов в процессе эксплуатации, причинах поломок и аварий изделий, об изменениях строения в процессе разработки новых сплавов или технологий их обработки.

Существует взаимосвязь между строением ( структурой) и свойствами материалов. Под структурой понимают форму, размеры и взаимное расположение фаз в металлах и сплавах. Структурными составляющими сплава называют обособленные части сплава, имеющие одинаковое строение и характерные особенности. Фаза- однородная часть системы, отделенная от других частей поверхностью раздела при переходе через которую скачкообразно меняется состав или строениие. При изучении строения металла различают макроструктуру - строение металла, видимое невооруженным глазом или при небольшом увеличении 30-40 раз, и мик­роструктуру - строение металла, определяемое металлографи­ческими методами, т. е. с использованием различных типов микроскопов (оптических, электронных и ионных).

Изучение макро и микроструктуры металла . Макроструктуру металла изучают путем просмотра поверхно­сти специально подготовленных образцов - продольных или по­перечных макрошлифов (темплетов) или изломов.  Это позволяет контролировать большую поверхность и получать общее представление о качестве металла и о наличии в нем опре­деленных пороков после различных видов технологического про­цесса изготовления деталей: литья, обработки давлением, сварки, термической и химико-термической обработки.

Макроанализ, как правило, является предварительным этапом исследования структуры металла. Путем исследования макроструктуры металла на темплетах можно опреде­лить: 1 ) нарушение сплошности металла: усадочную рыхлость, по­ристость, газовые пузыри и раковины, подкорковые пузыри, межкристаллитные трещины; трещины и пустоты в литом металле; трещины, возникшие при обработке давлением и термической обработке, флокены; пороки сварки (в виде непровара, газовых пузырей, пустот); 2) дендритное строение и зону транскристаллизации в литом металле, размер зерна; 3) Химическую неоднородность сплава(ликвацию), вызванную процессом кристаллизации ( поэтому макроанализ является обязательным видом металлургического контроля каждой плавки стали), или химико- термической ( цементация , азотирование) обработки.

4) определить технологию изготовления заготовки ( литье или обработка давлением)

Исследование макроструктуры по излому специальных образцов или им подобных ( фрактографическое исследование ) позволяет судить о размере зерна, особенностях выплавки и литья, термической обработки ( наличие нафталинистого, камневидного излома) а ,следовательно, и о некоторых свойствах металла. Вид излома используют в качестве критерия склонности стали к хрупкому разрушению.

Вид излома может выявить такие дефекты как расслоение ( шиферность и слоистость), свидетельствующие о плохом металлургическом качестве сплава.

Микроструктура показывает взаимное расположение фаз, их форму и размеры, для её изучения используется приготовленный образец –микрошлиф, одну из плоскостей которого шлифуют, полируют и протравливают в специальном реактиве.

Оптические микроскопы, изображение в которых формируется в отраженном свете, имеют полезное увеличение до 2000 раз и дают возможность различать в строении металла структурные элементы размером не менее 200нм.

Электронные микроскопы имеют две разновидности: просвечивающие (ПЭМ) и растровые (РЭМ). Принцип работы ПЭМ основан на прохождении через фольгу из исследуемого металла потока электронов . Из-за неодинакового рассеивания электронов объектом изображение его проектируется на экране. Большая разрешающая способность и увеличение дают возможность изучать субмикроструктуру материалов, в том числе элементы дислокационной структуры. В растровом электронном микроскопе изображение исследуемого объекта формируется при сканировании поверхности излома с помощью потока первичных электронов. При этом возникают электронные эффекты, которые регистрируются датчиками. РЭМ дают представление о микрорельефе, кристаллографических характеристиках материала, исследуемых образцов. Увеличение и разрешающая способность микроскопов представлена в табл.4.1

 

Т а б л и ц а 4.1

Увеличение и разрешающая способность микроскопов.

Вид микроскопа

Технические характеристики    микроскопа

Объект исследования

Примечание

Увеличение (раз)        Разрешение, нм
Оптические: МЕТАМ ЛВ     ЕС МЕТАМ РВ     50-1500 (визуальное наблюдение) 50-1000 (фотографии) 50-1000 (визуальное наблюдение)   2000 Микрошлиф Максимальная нагрузка на предметный столик 3 кг
Электронные: Просвечивающие (ПЭМ)   Растровые (РЭМ)   РЭМ с автоэмиссионным катодом До 10       10- 100 000     10- 500 000 0,2-0,5     25-30     1,5-5   Фольга или реплика (отпечаток с металлической поверхности) Поверхность излома образца   Размер образцов: До 100-150мм в диаметре и до 10мм в высоту   Возможность элементного микроанализа

 

Рентгеноструктурный анализ (РСА) основан на дифракции рентгеновских лучей рядами атомов в кристаллической решетке, что определяет его применение для изучения кристаллической структуры материала ( исследование блочного строения кристаллитов, дислокаций), текстуры металла. Рентгеноспектральный микроанализ (РСМА) используется для определении химического состава микрообластей на специально приготовленных микрошлифах. РСМА позволяет оценить особенности распределения примесей и компонентов в сплавах. Разрешаюшая способность порядка нескольких микрометров, что позволяет изучать ликвационные процессы (дендритную ликвацию).

Дилатометрический метод, основанный на изменении объёма (размеров) образца при фазовых превращениях, позволяет установить начало и конец зтих превращений (например, аустенита в перлит).



Последнее изменение этой страницы: 2021-04-05; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.231.230.177 (0.005 с.)